Hallo, ich habe gesehen hier wurde schon öfters über Sinusdimmer diskutiert, aber ich habe noch keinen Schaltplan gefunden (ohne Probleme). Ein Ansatz ist wohl einen Gleichrichter in Reihe mit der Last zu setzen und dessen Ausgang mit einem FET kurzzuschließen (PWM Ansteuerung fürs FET). Das Problem dabei ist aber, dass für das volle Durchschalten eine Spannung am FET gebraucht wird, beim vollen Durchschalten der Gleichreichter aber dauerhaft kurzgeschlossen ist und man keine Spannung hat -> FET schaltet nicht voll. Siehe hier: https://arduinodiy.wordpress.com/2015/07/25/1498/ Dort kommt als Vorschlag den Gleichrichter direkt an den Anfang zu setzen, dann kommt bei der Last aber eben kein Sinus mehr an. Meine Idee daher, die Schaltung effektiv verdoppeln, wobei zwei IGBTs mit internen Dioden zum Einsatz kommen, die jeweils als Einweggleichrichter für den anderen wirken. Damit sollte sich doch auch der Verlust reduzieren (eine Diode statt zwei im Leistungspfad). Ich habe keine Ahnung ob die Schaltung so funktioniert, ich habe noch nie mit IGBTs gearbeitet. Den IGBT-Typ habe ich nach dem Kriterium "Hard Switching" für 20-70 KHz ausgesucht, also typische PWM-Frequenz. Kann jemand der sich damit auskennt mir eine Rückmeldung geben? An welcher Stelle/Stellen sollten Filter eingebaut werden, wie sollten die aufgebaut/dimensioniert werden? Handelt es sich dann um einen echten Sinusdimmer, der also beliebige Lasten dimmen kann (Vorausgesetzt, die Last kommt mit niedrigerer Spannung zurecht, als unsinniges Beispiel: Ein Schaltnetzteil mit 100-250V Weitbereichseingang)? Vielen Dank Stefan
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Stefan schrieb: > Das Problem dabei ist aber, dass für das volle Durchschalten eine > Spannung am FET gebraucht wird, beim vollen Durchschalten der > Gleichreichter aber dauerhaft kurzgeschlossen ist und man keine Spannung > hat -> FET schaltet nicht voll. Na ja, dafür wurden Kondensatoren erfunden. Wenn man unbedingt den Dimmer so aufbauen will, daß er keine dritte Zuleitung hat, dann darf man am Anfang der Sinuswelle, so bis 16V, eben nicht durchschalten sondern muss den Kodensator aufladen, aus dem man sich dann den Rest der Sinushalbwelle versorgt. http://see-solutions.de/sonstiges/BJ-Dimmer.pdf http://www.hbernstaedt.de/knowhow/dimmer/Dimmer_4.htm
@ Stefan (Gast) >Das Problem dabei ist aber, dass für das volle Durchschalten eine >Spannung am FET gebraucht wird, beim vollen Durchschalten der >Gleichreichter aber dauerhaft kurzgeschlossen ist und man keine Spannung >hat -> FET schaltet nicht voll. Du brauchst eine Hilfsspannung. >Ich habe keine Ahnung ob die Schaltung so funktioniert, Tut sie nicht. Der Ansatz ist richtig, die Umsetzung nicht. Die beiden Emitter gehören zusammen, ebenso die beiden Gates, welche dann gemeinsam angesteuert werden. >nie mit IGBTs gearbeitet. Den IGBT-Typ habe ich nach dem Kriterium "Hard >Switching" für 20-70 KHz ausgesucht, also typische PWM-Frequenz. Du willst nicht so ohne weiteres mit 70kHz an 230VAC schalten ;-) >Kann jemand der sich damit auskennt mir eine Rückmeldung geben? An >welcher Stelle/Stellen sollten Filter eingebaut werden, In Richtung Netz.
Michael B. schrieb: > Na ja, dafür wurden Kondensatoren erfunden. > > Wenn man unbedingt den Dimmer so aufbauen will, daß er keine dritte > Zuleitung hat, dann darf man am Anfang der Sinuswelle, so bis 16V, eben > nicht durchschalten sondern muss den Kodensator aufladen, aus dem man > sich dann den Rest der Sinushalbwelle versorgt. Das geht ja nur bei Phasenschnitt, bei einem Sinusdimmer wird aber ja nichts von der Halbwelle abgeschnitten, sie wird die ganze Zeit gleichmäßig zerhackt. Bei dem ersten Link steht auch Phasenabschnittsdimmer an der Schaltung dran. Falk B. schrieb: > Tut sie nicht. Der Ansatz ist richtig, die Umsetzung nicht. Die beiden > Emitter gehören zusammen, ebenso die beiden Gates, welche dann gemeinsam > angesteuert werden. Kannst du erklären warum/was so nicht funktioniert? Wenn ich Emitter und Gates verbinde schalte ich doch immer nur einen, da ich am Gate gegenüber Emitter +15V benötige (Kollektor sei +). Einer hat also immer +15V und der andere -15V. Einer würde ja reichen, wenn es der richtige ist. > Du willst nicht so ohne weiteres mit 70kHz an 230VAC schalten ;-) Wo genau liegt da das Problem? Die Schaltstörungen müssen gefiltert werden, aber das ist bei hohen Frequenzen doch einfacher als bei niedrigen wenn ich bei 1-5 KHz schalte? > In Richtung Netz. Wie genau? Gibt es einen rechnerischen Ansatz zur Dimensionierung? Bei einem normalen Step-Down-Wandler habe ich ja eine Freilaufdiode, damit der Strom fließen kann, wenn das FET sperrt. Eine Diode geht hier natürlich nicht, benötige ich zwei weitere IGBTs, welche die Last kurzschließen wenn die anderen ausgeschaltet sind oder kann man das anders realisieren? Vielen Dank Stefan
@Stefan (Gast) >Kannst du erklären warum/was so nicht funktioniert? Ok, da war ich wohl ein wenig vorschnell. Es funktioniert, ist aber unnötig aufwändig. >Wenn ich Emitter und Gates verbinde schalte ich doch immer nur einen, Nein, beide. > da >ich am Gate gegenüber Emitter +15V benötige Was dann BEIDE immer GLEICHZEITG haben! > (Kollektor sei +). Einer hat >also immer +15V und der andere -15V. Nein, beide haben +15V! Aber der eine hat eine positive Kollektorspannung, der andere eine negative. Ersterer schaltet aktiv, beim "verpolten" ist die Inversdiode leitend. >> Du willst nicht so ohne weiteres mit 70kHz an 230VAC schalten ;-) >Wo genau liegt da das Problem? Die Schaltstörungen müssen gefiltert >werden, aber das ist bei hohen Frequenzen doch einfacher als bei >niedrigen wenn ich bei 1-5 KHz schalte? Ja. >Wie genau? Gibt es einen rechnerischen Ansatz zur Dimensionierung? Im Prinzip wie bei jedem Schaltregler, z.B. einer PFC mit Netzfilter. Die muss auch so gut gefiltert sein, daß sie die EMV-Norm einhält. >Bei einem normalen Step-Down-Wandler habe ich ja eine Freilaufdiode, >damit der Strom fließen kann, wenn das FET sperrt. Eine Diode geht hier >natürlich nicht, benötige ich zwei weitere IGBTs, welche die Last >kurzschließen wenn die anderen ausgeschaltet sind oder kann man das >anders realisieren? Anders. Ich weiß spontan aber auch nicht wie ;-)
Stefan schrieb: > Das geht ja nur bei Phasenschnitt, Das geht vor allem dann, wenn der eigene Betonkopf mal etwas flexiblere Gehirnwindungen bekommt. > bei einem Sinusdimmer wird aber ja nichts von der Halbwelle abgeschnitten, Wenn man es braucht, dann schon, schliesslich ist das dein Gerät/Sowftare und der Crest-Faktor wird durch so ein angeschnittenes Ende kaum beeinflusst.
Michael B. schrieb: > Das geht vor allem dann, wenn der eigene Betonkopf mal etwas flexiblere > Gehirnwindungen bekommt. Da wünsche ich dir viel Erfolg, Laberkopp.
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Falk B. schrieb: > Nein, beide haben +15V! Aber der eine hat eine positive > Kollektorspannung, der andere eine negative. Ersterer schaltet aktiv, > beim "verpolten" ist die Inversdiode leitend. Das meinte ich, der eine ist verpolt, aber wegen Diode egal. Ich habe den Schaltplan vereinfacht und angehängt (sin_dimm2), sollte das so gehen? hinz schrieb: > http://sound.whsites.net/lamps/dim-f20.gif > > Geht natürlich auch mit IGBTs statt MOSFETs. Das sieht interessant aus, da haben die auch die zwei zusätzlichen FETs zum Kurzschließen der Last. Das ansteuern ist natürlich kritisch, wenn ich beide gleichzeitig anschalte -> Kurzschluss. Ich benötige also eine Totzeit dazwischen, dafür gibt es fertige ICs wie das IR2111. Die scheinen vom Prinzip für DC Schaltungen mit zwei FETs gedacht zu sein (z.B. Wechselrichter). Wäre das grundsätzlich geeignet für die Ansteuerung? Ich hab mal eine Schaltung angefangen (sin_dimm3), frage mich aber ob das soweit überhaupt funktioniert und wie ich nun die zweiten IGBTs anschließe. Vielen Dank Stefan
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Ich habe diesen Schaltplan gefunden: https://www.uploadarchief.net/files/download/sinewave-dimmer_2010.pdf Er kann jedoch nur 5A und er schaltet alles mit µC, ein Softwarefehler und schon Kurzschluss. Zunächst einmal habe ich festgestellt das ein IGBT weit vom "perfekten Schalter" entfernt ist. Tatsächlich haben die IKW40N60 bei 50kHz eine Schaltleistung von rund 100W, das hießt bei 4 Stück 400 Watt Abwärme nur fürs Schalten. Wenn ich das ganze auf 10A begrenze habe ich das IKP15N65H5 gefunden, damit komme ich bei 4 Stück nur auf rund 30W Schaltverluste, wobei die Schaltverluste auch stromabhängig sind, daher weiß ich nicht wie hoch sie sind wenn gerade die Diode aktiv ist. Zur Ansteuerung habe ich den UCC20520 von TI gefunden, der hat den Vorteil, nur ein Eingang und zwei getrennte Ausgänge mit einstellbarer Totzeit. Der Schaltplan ist zum einen aus dem oben erwähnten Sinusdimmer abgeleitet und dem Datenblatt des UCC20520. Ich habe hier zwei wesentliche Fragen: -Wie dimensioniere ich die Gate-Widerstände und welche Leistung müssen die Aushalten? -Wie dimensioniere ich die die Widerstände an den Zenerdioden (R4/R6)? Vielen Dank Stefan P.S.: Nur für den Fall das irgendwann irgendjemand diesen Thread sieht und meint diese Schaltung aufzubauen, da ist zwar ein gewöhnlicher Netztrafo drin, aber an beiden Seiten ist Netzspannung! Auf beiden Seiten gefährlich! Für AVR etc. wird zusätzlicher Trafo benötigt!
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